一种叠瓦组件的电路结构的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能光伏制造技术领域，特别涉及一种叠瓦组件的电路结构。


背景技术：

2.如图1所示，当前常规叠瓦组件为全并联设计，单串电池串电流小，为整片电池片1/5～1/6。
3.针对边长为192mm/200mm/210mm的大尺寸硅片，采用6串电池串叠瓦组件全并串设计，对电池片几分片存在限制(单片电池片切割成几个小片，即为几分片)。电池片分片数多，电池小片重叠面积大，电池片利用率低；若电池片分片数少，叠瓦组件输出电流大，增加光伏其他部件的电流承载压力。
4.因而现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种叠瓦组件的电路结构，通过对电池串进行串并联设计，能够有效提高电池片的利用率且不会增加其他光伏部件的电流承载压力。
6.为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
7.本技术实施例提供一种叠瓦组件的电路结构，包括：
8.第一电池模块，包括多个并联连接的电池串；
9.第二电池模块，包括多个并联连接的电池串，第二电池模块与第一电池模块串联；
10.所述第一电池模块中的每个电池串和所述第二电池模块中的每个电池串均包括多个串联连接的电池条。
11.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，电路结构还包括第一二极管，第一二极管的第一端与第一电池模块中的每一电池串的一个电池条连接，第一二极管的第二端与第二电池模块中的每一个电池串的一个电池条连接。
12.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，电路结构还包括第二二极管，第二二极管的第一端与第一二极管的第一端连接，第一二极管的第二端与第一电池模块的每一电池串端部的电池条连接。
13.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，电路结构还包括第三二极管，第三二极管的第一端与第一二极管的第二端连接，第三二极管的第二端与第二电池模块的每一电池串端部的电池条连接。
14.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，第一电池模块与第二电池模块中的电池串的个数均相同。
15.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，第一电池模块中的电池串的个数、第二电池模块中的电池串的个数均为3。
16.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，每个电池条为整片电池片被切割等分1/3后获得。
17.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，电池片的边长尺寸为192mm或200mm或210mm。
18.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，叠瓦组件的电路结构输出的最大电流为17.5a～18.5a。
19.在一些实施中的叠瓦组件的电路结构，叠瓦组件的电路结构输出的最大电压为46v～49v。
20.相较于现有技术，本实用新型提供了一种叠瓦组件的电路结构，通过将原来全并联电池串的结构设置换成串并联混合设置电池串，以便于减少电池片的切片数量，既能够提高叠瓦组件中对电池片的利用率，又不会增加其他光伏部件的电流承载压力。
附图说明
21.图1为现有叠瓦组件的电路结构。
22.图2为本实用新型提供的叠瓦组件的电路结构示意图。
23.图3为本实用新型提供的叠瓦组件的电路结构中旁路二极管的连接示意图。
具体实施方式
24.本实用新型的目的在于提供一种叠瓦组件的电路结构，通过对电池串进行串并联设计，能够有效提高电池片的利用率且不会增加叠瓦组件的输出电流和输出电压。
25.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.请参阅图2，本实用新型提供的叠瓦组件的电路结构包括第一电池模块11，包括多个并联连接的电池串20，第二电池模块12，包括多个并联连接的电池串20，第二电池模块12与第一电池模块11串联，第一电池模块11中的每个电池串20和第二电池模块12中的每个电池串20均包括多个串联连接的电池条30。其中，第一电池模块11引出正极引线端，第二电池模块12则引出负极引线端。本实施例中通过将多个电池串20并联连接形成第一电池模块11和第二电池模块12，然后将第一电池模块11与第二电池模块12并联，以实现多个电池串20的串并联结构设计。
27.本实施例中，第一电池模块11和的第二电池模块12中电池串20的数量相同，且第一电池模块11中的电池串20的数目为3，第二电池模块12中的电池串20的数目为3。相当于引出正极引线端的第一电池模块11中并联设置有3个电池串20，引出负极引线端的第二电池模块12中也并联设置有3个电池串20，之后将第一电池模块11中3个并联的电池串20与第二电池模块12中3个并联的电池串20串联。本实施例中通过设定第一电池模块11和第二电池模块12中电池串20的数目以便于限制叠瓦组件的电路结构输出的总电流和总电压，确保叠瓦组件的电路结构输出的总电流不会增加光伏其他部件的电流承载压力。
28.具体地，本实施例中的电池条30为整片电池片被切割等分1/3后获得。其中，电池片的边长可以是192mm、200mm或210mm的大尺寸电池片。并且第一电池模块11和第二电池模块12中的单个电池串20的电池条30均为同一边长尺寸的电池片采用同一等分类型切割制成。也即每个叠瓦组件中的所用的电池条30均是同一类型尺寸的电池片进行分等后切片组
成，即均是边长尺寸为192mm的电池片等分切片组成，或均为边长尺寸为200mm的电池片等分切片组成，或均为边长尺寸为210mm的电池片等分切片组成。并且，本实施例中的每个电池条30为整片电池片被切割等分1/3后获得，每个电池条30分别为同一边长尺寸电池片的1/3，相对于现有叠瓦组件的电路结构中的电池条30为电池片的1/5～1/6的分割得到而言，本实施例中的将电池片均分三等分得到电池条30，能够减少切片数量，提高叠瓦组件中对电池片的利用率。
29.其中，整个叠瓦组件的电路结构中所用的电池条30均为同一尺寸的电池片切片，且对于同一电池模块中的单个电池串20而言，单个电池串20中的每个电池条30必须是同一等分的电池片切片串联而成，这样可保持电压、电流平衡。例如，电池串20中串联有35个电池条30，那么这35个电池条30均是为同一尺寸电池片中被切割等分1/3得到。
30.进一步地，本实施例中每个电池串20的长度范围为2341mm～2345mm。其中，限定了电池串20的长度相当于限定了电池串20中电池条30的数目。与此同时，通过限定电池串20中电池条30的个数可以达到设定每个电池串20两端电压的目的，之后再通过设置电池串20的串并联结构来设定电路结构输出的总电压以及总电流。另外，根据现有安装的叠瓦组件中，受安装工况条件的限制，若电池模块中电池串20的长度过小，无法最大限度地提高叠瓦组件整体的效率；若电池模块中电池串20的长度过长，则当产品环境出现雪灾或风灾时，叠瓦组件的稳定性和可靠性降低，有跌落风险。
31.进一步地，请参阅图3，叠瓦组件的电路结构还包括第一二极管d1，第一二极管d1的第一端与第一电池模块11中的每一电池串20的一个电池条30连接，第一二极管d1的第二端与第二电池模块12中的每一个电池串20的一个电池条30连接。本实施例中第一二极管d1为旁路二极管，其中，第一二极管d1的第一端为负极，第一二极管d1的第二端为正极。本实施例中通过在电路结构中设置二极管，对第一电池模块11和第二电池模块12中的电池条30进行有效保护，能够防止叠瓦组件由于发电阴影遮挡而产生的局部发热甚至组件烧毁情况的发生。
32.进一步地，电路结构还包括第二二极管d2，第二二极管d2的第一端与第一二极管d1的第一端连接，第一二极管d1的第二端与第一电池模块11的每一电池串20端部的电池条30连接。本实施例中的第二二极管d2为旁路二极管，其中，第二二极管d2的第一端为第二二极管d2的正极，第二二极管d2的第二端为第二二极管d2的负极，通过设置第二二极管d2对第一电池模块11中的电池条30进行保护，以提高叠瓦组件的性能。
33.进一步地，电路结构还包括第三二极管d3，第三二极管d3的第一端与第一二极管d1的第二端连接，第三二极管d3的第二端与第二电池模块12的每一电池串20端部的电池条30连接。本实施例中的第三二极管d3为旁路二极管，其中，第三二极管d3的第一端为第三二极管d3的负极，第三二极管d3的第二端为第三二极管d3的正极。
34.因考虑到二极管的耐压值的大小。若配设的二极管保护的电池条30的数目过多，保护能力不够，容易被反向击穿失效；若配置的二极管保护的电池条30的数目过少，会使得二极管的保护冗余，导致量产难度大，操作费工时，成本增加。因此本实施例中设置三个二极管，形成了三个保护区域来保护第一电池模块11和第二电池模块12中的电池条30。
35.具体来说，第一二极管d1保护第一区域a的电池条，第二二极管d2保护第二区域b的电池条，第三二极管d3保护第三区域c的电池条，使得整个电路结构的电池条均能够得到
保护。其中，第一区域a包括第一电池模块11中每个电池串20的一部分电池条和第二电池模块12中每个电池串20的一部分电池条，第二区域b包括第一电池模块11中每个电池串20的另一部分电池条，第三区域c包括第二电池模块12中每个电池串20的另一部分电池条。
36.其中，第一电池区域a和第二电池区域b的电池条的数目相等，第三电池区域c与第二电池区域b的电池条30的数目不相等。
37.例如，以每个电池串20的电池条的数目为34为例来具体说明旁路二极管的设置。若第一电池模块11和第二电池模块12中的电池串20中串联的电池条的数目均为34。可以从第一电池模块11中每个电池串20中的第1电池条的正极和第23电池条的负极各引出汇流条连接第二二极管d2，那么第一电池模块11中设置3个电池串20的第1电池条至第23电池条的区域形成第二区域b。
38.因第一电池模块11中的电池串20与第二电池模块12中的电池串20是串联连接，根据从正极引线端到负极引线端的次序数电池条，那么第一电池模块11中的各个电池串20的第34电池条的负极连接的是第二电池模块12中各电池串20中第1电池条的正极，将第二电池模块12中的第1电池条30作为整个串联电池条的第35电池条，依据正极引线端到负极引线端的次序数电池条，那么第二电池模块12中各电池串20的第34电池条则为整个串联电池条的第68电池条。
39.那么，从第68电池条的负极(也即第二电池模块12中的第34电池条的负极)和第45电池条的负极(也即第二电池模块12中第11电池条的负极)各引出汇流条连接第三二极管d3，那么第二电池模块12中3个电池串20的第12电池条至第34电池条的区域形成第三区域c。从整个串联电池串20的第23电池条的负极和第45电池条的负极各引出汇流条接第一二极管d1，那么第一电池模块11中每个电池串20的第24电池条至第34电池条和第二电池模块12中每个电池串20的第1电池条至第11个电池条的区域形成第一区域a。那么本实施例中第二区域b中有23*3＝69个电池条，第三区域c中有23*3＝69个电池条30，第一区域a中有22*3＝66个电池条。
40.进一步地，叠瓦组件的电路结构输出的最大电流为17.5a-18.5a，叠瓦组件的电路结构输出的最大电压为46v～49v。
41.具体地，若每个电池串20设置34个电池条。假设整个电池片的电流为18a，那么该电池片均分3分切割得到3个电池条，每个电池条对应的电流为18/3＝6a。假设每个电池条的电压为0.685v，每一串电池串20由34个电池条串联得到，由于电池串20中的34个电池条都是串联的，因此电池串20的电流为6a，每一串电池串20两端的总电压为34*0.685v＝23.29v。例如，本实施例中的叠瓦组件的电路结构包括6个电池串20，电路结构中3个电池串20并联为一个模块，另外3个电池串20并联为另一个模块，再由两个模块串联，即可得到叠瓦组件。因此叠瓦组件的电路结构输出的总电流为3*6a＝18a，叠瓦组件的电路结构输出的总电压为23.29v+23.29v＝46.58v。
42.若采用如图1所示的现有技术的6串全并联设计，每个电池串中的电池条是由电池片切割等分1/6得到，每个电池条对应的电流为18/6＝3a，每一串电池串由69个电池条串联得到，由于电池串中的69个电池条都是串联的，因此每一串电池串的电流为3a，每一串电池串两端的总电压为69*0.685v＝47.265v。由于图1中现有技术的电路结构是由6串电池串并联得到，以形成叠瓦组件。因此图1中的叠瓦组件的电路结构输出的总电流为3a*6＝18a，叠
瓦组件的电路结构输出的总电压为47.265v。
43.由此对比可知，本实施例中设置的串并联设置电池串20的方案，相对于全并联设置电池串的方案，并没有增加叠瓦组件的总输出电流和电压。而现有技术中，将电池条为整片电池片被切割等分1/5～1/6后获得，改成电池条为整片电池片被切割等分1/3后获得，减小了单个电池片的切割数量，有效地提高电池片的利用率。
44.与此同时，本实施例中通过将现有技术的6串全并联设置电池串，改成3串电池串并联后再串联的设置，使得叠瓦组件的电路结构输出的总电压和总电流均没有增大，因此并不会增大其他光伏部件的电流、电压承载压力。
45.综上，本实用新型提供的一种叠瓦组件的电路结构，既能够减少单个电池片的切片数量，进而提高电池片的利用效率，又不会增加电路结构输出的总电流，进而也不会增加其他光伏部件的电流承载压力。
46.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。